[갑자기 실리콘] 킹스맨 렌즈가 현실로! 실리콘이 여는 신세계

2022.06.30

레오나르도 다빈치가 왜 거기서 나와?

렌즈를 끼는 순간 새로운 세상이 펼쳐진다. 목적지까지 가는 지도가 눈앞에 나타나는가 하면, 눈을 한번 깜빡여 사진을 찍을 수도 있으며, 증강현실을 구현해 영화 <킹스맨>에 나오는 가상회의 장면을 실현할 수도 있다. 시력교정용 렌즈를 넘어서는 스마트 콘택트렌즈 시대가 점차 현실화하고 있다.
콘택트렌즈의 기원은 놀랍게도 르네상스 시대 화가 레오나르도 다빈치다. 1508년 다빈치가 발간한 저서 <눈의 습관>에는 “물이 가득 담긴 반구형의 유리그릇 표면에 눈을 갖다 대면 각막 표면을 물이 둘러싸게 되어 굴절률이 변화된다”라는 문장이 있는데, 콘택트렌즈의 이론을 설명한 최초의 기록으로 전해진다. 당시 다빈치는 콘택트렌즈 기술을 설명하면서 이미지를 스케치로 남겨놓기도 했는데, ‘렌즈’라는 개념이 태동한 순간이었다.
다빈치가 렌즈의 이론을 정립한 후, 철학자 데카르트를 비롯해 많은 연구자들이 렌즈의 발전을 이끌어왔다. 1888년에는 유리를 활용한 최초의 콘택트렌즈가 개발됐는데, 이물감이 심해 2시간 이상 착용이 불가능했다. 소재 기술력이 더해지면서 1959년 하이드로겔 렌즈가 개발된 데 이어, 1999년 실리콘과 하이드로겔을 합성한 실리콘하이드로겔 렌즈가 탄생했다.

더 똑똑해진 신소재 실리콘하이드로겔

실리콘하이드로겔은 산소전달량이 높은 실리콘과 습윤성이 높은 하이드로겔 성분을 결합한 신소재로, 현재 실리콘하이드로겔로 만든 다양한 렌즈 제품이 출시되고 있다.
연구에 따르면, 실리콘 함량이 높아짐에 따라 산소투과성은 높아지지만 일정 수치 이상이 되면 각막에 도달하는 산소량의 차이는 미미하다. 이에, 실리콘 함량을 최적의 비율로 조절해 산소 전달량은 유지하면서도 유연성을 갖춘 차세대 콘택트렌즈가 속속 세상에 나왔다. 실리콘으로 인해 수분이 흡수되는 성질이 둔화하여 착용감이 떨어지지 않도록, 실리콘 체인구조를 더 길게 구현하고 마찰계수를 줄여 한층 부드러운 재질로 진화하기도 했다.

웨어러블 스마트렌즈의 미래 (Feat.실리콘)

현재 스마트 콘택트렌즈 기술은 대중의 인식보다 훨씬 발전해있다. 콘택트렌즈의 가장자리에 배터리·LED·무선충전장치회로를 넣고, 그 위에 다시 콘택트렌즈를 덮어 착용자의 시야를 가리지 않는 무선충전도 가능하다. 운동할 때 심장박동 등 각종 신체정보가 실시간으로 나타나는가 하면, 눈물에 함유된 포도당 농도를 감지하고 안압을 통해 녹내장과 당뇨를 진단하는 렌즈도 세상에 나왔다. 스마트 콘택트렌즈 속 LED를 이용해 눈앞에 일정·메시지·알림 등 일상기능 화면을 띄워주는 것은 물론, 착용하고 다니기만 해도 자동으로 결제가 되는 등 사용범위는 점차 확대될 전망이다.
기업과 연구기관들도 앞다퉈 스마트 콘택트렌즈 개발에 뛰어들고 있다. 올 초 세계 최대 IT 전시회 CES에서 미국 스타트업 인위드는 현실세계에서 확장현실(XR)로 전환할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 공개했다. 소프트 하이드로겔 콘택트렌즈에 증강 비전 디스플레이 칩 애플리케이션을 직접 배치하는 방식으로, 무겁고 성가신 고글·안경을 쓰고 메타버스에 들어가는 것보다 훨씬 쉽게 전환할 수 있다. 인위드는 하이드로겔 재료에 고체 구성요소와 회로를 통합하는 핵심기술로 특허를 받았다. 최근 개발된 스마트 콘택트렌즈 ‘모조’의 경우, 인치당 1만4천 화소를 탑재한 초소형 LED 디스플레이와 이미지·동작감지센서 등이 장착돼 있다. 렌즈 가장자리를 응시하면 눈앞에 메뉴가 펼쳐지고, 실행을 원하는 앱을 몇 초간 응시하면 작동된다. 현재 자전거 경로안내 앱, 나침반 앱 등이 탑재돼 있다.

새 길을 비추고, 미래를 밝히다

인류에 한층 선명한 세상을 열어준 콘택트렌즈는 더 이상 시력교정용 제품에 머무르지 않는다. 콘택트렌즈는 이제 컬러렌즈, 펄렌즈 등 패션·뷰티 아이템을 넘어 의료기기 영역으로까지 확장하며 첨단산업의 진화를 이끌고 있다. 새로운 가공기술과 인공지능의 결합으로 실리콘 소재 과학은 더욱 발전할 예정이니, 소비자들은 눈앞에 펼쳐진 첨단기술의 향연을 마음껏 누리면 될 듯하다.

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